Landscape composition and climatic parameters significant in the spread of an invasive species (Pine wood Nematode)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Relating the spatial component and users interests to improve applications based on questions, petitions and participatory processes

Nowadays, participatory processes attending the need for real democracy and transparency in governments and collectives are more needed than ever. Immediate participation through channels like social networks enable people to give their opinion and become pro-active citizens, seeking applications to interact with each other. The application described in this dissertation is a hybrid channel of communication of questions, petitions and participatory processes based on Public Participation Geographic Information System (PPGIS), Participation Geographic Information System (PGIS) and ‘soft’ (subjective data) Geographic Information System (SoftGIS) methodologies. To achieve a new approach to an application, its entire design is focused on the spatial component related with user interests. The spatial component is treated as main feature of the system to develop all others depending on it, enabling new features never seen before in social actions (questions, petitions and participatory processes). Results prove that it is possible to develop a working application mainly using open source software, with the possibility of spatial and subject filtering, visualizing and free download of actions within application. The resulting application empowers society by releasing soft data and defines a new breaking approach, unseen so far.

Determination of the most suitable oil pipeline route using GIS least cost path analysis

The Keystone XL has a big role for transforming Canadian oil to the USA. The function of the pipeline is decreasing the dependency of the American oil industry on other countries and it will help to limit external debt. The proposed pipeline seeks the most suitable route which cannot damage agricultural and natural water recourses such as the Ogallala Aquifer. Using the Geographic Information System (GIS) techniques, the suggested path in this study got extremely high correct results that will help in the future to use the least cost analysis for similar studies. The route analysis contains different weighted overlay surfaces, each, was influenced by various criteria (slope, geology, population and land use). The resulted least cost path routes for each weighted overlay surface were compared with the original proposed pipeline and each displayed surface was more effective than the proposed Keystone XL pipeline.

O uso da Deteção Remota para a extração de Indicadores Urbanos

Nas últimas décadas o aumento da expansão das áreas urbanas conduziu a rápidas mudanças nos ambientes urbanos. Estas mudanças necessitam de uma observação e compreensão, por forma a permitir a monitorização e avaliação do processo de planeamento urbano. A utilização de dados obtidos por Deteção Remota (DR), aliada aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), surge como uma fonte de informação válida para modelar, recolher, armazenar, exibir e analisar os sistemas urbanos. Neste contexto, a informação planimétrica e altimétrica recolhida por sensores remotos pode ser explorada por forma a extrair informação acerca do uso e ocupação do solo, e apresenta-la sob a forma de indicadores para apoio à decisão. Um sistema de indicadores urbanos baseados em dados obtidos por DR constitui uma ferramenta para as cidades transmitirem os diferentes riscos urbanos bem como na promoção de medidas e estratégias para um eficiente planeamento urbano. A dissertação de mestrado proposta tem como principal objetivo a criação de um sistema de indicadores urbanos que caracterize a cidade de Lisboa ao nível das áreas verdes e do volume construído. Assim, de forma a atingir o objetivo principal é desenvolvida uma metodologia baseada em informação altimétrica e planimétrica que permite analisar as áreas verdes da cidade de Lisboa bem como o volume construído. A informação altimétrica urbana (3D) é derivada de dados cartográficos oficiais (curvas de nível que originam um Modelo Digital de Terreno) e informação recolhida por LiDAR (Light Detection And Ranging) (que representa o Modelo Digital de Superfície). A informação 2D é extraída de uma imagem do satélite de alta resolução Worldview-2 de 2010, com um pixel de 0,5m, do concelho de Lisboa, através de técnicas de processamento digital de imagem. A informação recolhida permite, por um lado a modelação 3D do edificado, e por outro a quantificação 2D da cobertura vegetal em meio urbano. Posteriormente, num ambiente SIG, a informação extraída é cruzada com dados censitários e dados de uso e ocupação do solo. A análise ocorre tendo por base as Subsecções Estatísticas (SSE) da cidade de Lisboa (INE, 2011) e o sistema proposto inclui assim a extração de indicadores divididos tematicamente em indicadores de área e indicadores de volume. Os resultados obtidos permitem relacionar as áreas verdes, a população e o volume construído.

Produção e facilitação da visualização on-line de uma carta de desporto de natureza

Os Sistemas de Informação Geográfica detêm um papel de crescente importância para a tomada de decisão ao nível do ordenamento do território, conforme o que a própria legislação evidencia. Existe uma carência de uniformização da informação para que possa existir um cruzamento eficiente e uma disponibilização mais facilitada à população e às diversas entidades. As instituições públicas, como é o caso do Instituto de Conservação e Florestas (ICNF I.P.), reconhecem esta necessidade, pelo que se propôs uma série de tarefas, para a concretização deste estágio, no sentido de a colmatar. Este instituto detém um papel de especial relevo na conservação do património natural assim como no ordenamento das áreas protegidas para que se possa usufruir das mesmas, sob um ponto de vista cada vez mais ecológico e promotor de desenvolvimento sustentável. A elaboração de um instrumento de gestão territorial, como se pode classificar a Carta de Desporto de Natureza (CDN), acarreta grande responsabilidade e exige um forte empenho, não apenas no envolvimento da população e das entidades que dele fruirão, mas no cumprimento da legislação existente quer para as atividades quer para o próprio território, no sentido da sua proteção, preservação e promoção de usos adequados. Neste trabalho procurou-se cumprir todas estas disposições sempre com o objetivo de, ao se construir normas de uniformização e ao se elaborar um exemplo de CDN para um território com tanto valor como é a Reserva Natural do Estuário do Tejo, tornar acessível a informação sobre esta área protegida. A intensão é também promover a motivação para a prática de um desporto natureza, saudável e em equilíbrio com o ambiente. O desafio não se ficou por aqui, havendo também a procura de utilização de Free Open Source Software, para que o processo de utilização e disponibilização informação SIG seja cada vez mais acessível e direta.

Monitorização da edificação no Parque Natural da Arrábida com base em Sistemas de Informação Geográfica e Detecção Remota

Ao longo das últimas décadas o Parque Natural da Arrábida (PNArr) tem vindo a ser alvo de um elevado número de pressões antrópicas. Tal situação fica-se a dever à atractividade paisagística e ambiental e à localização geográfica desta Área Protegida, que se encontra próximo de áreas urbanas com uma elevada densidade populacional. Uma dessas pressões antrópicas é a área construída, na sua grande maioria residências secundárias, que se verificam em algumas áreas no interior do PNArr, sobretudo a partir da segunda metade da década de 80 do século passado. Este fenómeno origina uma série de efeitos negativos, como por exemplo a fragmentação de habitats. Com base nesta premissa propõe-se uma metodologia que permita proceder à monitorização de áreas edificadas na área do parque. A presente dissertação pretendeu avaliar o contributo da Detecção Remota (DR) e dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) como instrumentos para monitorizar a taxa de edificação, que é restringida pelos planos de ordenamento. Para tal foram selecionadas três áreas: Portinho da Arrábida, Vale de Picheleiros e Serra da Azóia, que foram analisadas num espaço temporal de 45 anos, entre 1967 e 2012. Para proceder à caracterização, quantificação e espacialização da evolução de áreas construídas foram utilizados SIG e DR. A análise efectuada teve como informação geográfica de base Fotografias Aéreas (1967, 1977 e 1978) e Ortofotomapas (1995, 1999, 2007 e 2012), informação vectorial referente aos limites do PNArr e aos Planos de Ordenamento e, como informação complementar, a Base Geográfica de Referenciação da Informação dos anos de 1991, 2001 e 2011. Os resultados obtidos demonstram a existência de dinâmicas evolutivas da área construída diferenciadas em cada uma das três áreas de estudo. No Portinho da Arrábida as demolições ocorridas em 1986 reduziram a área edificada e desde então o aumento da área construída é pouco significativo. No Vale de Picheleiros registou-se um aumento de dez vezes a área construída inicial e é mais notório o impacto das medidas de restrição à edificação estabelecidas no plano de ordenamento de 2005, comparativamente ao plano preliminar de ordenamento de 1980. Na Serra da Azóia, o reduzido aumento de áreas construídas, entre 2007 e 2012, no zonamento Protecção Complementar II, traduz o efeito das restrições à edificação estabelecidas no plano de ordenamento de 2005. No outro zonamento, Perímetro Urbano, não é possível verificar os efeitos das restrições, uma vez que esta área está fora da gestão do Parque. As informações geográficas produzidas com base na utilização de Tecnologias de Informação Geográfica revelam ser essenciais para a gestão e monitorização da taxa de edificação. Os resultados produzidos ajudam à caracterização do território, bem como à identificação de tendências de evolução da área edificada.

A GIS extension model to calculate urban heat island intensity based on urban geometry

This paper presents a simulation model, which was incorporated into a Geographic Information System (GIS), in order to calculate the maximum intensity of urban heat islands based on urban geometry data. The method-ology of this study stands on a theoretical-numerical basis (Okeâ s model), followed by the study and selection of existing GIS tools, the design of the calculation model, the incorporation of the resulting algorithm into the GIS platform and the application of the tool, developed as exemplification. The developed tool will help researchers to simulate UHI in different urban scenarios.

Safety classification using GIS in decision-making process to define priority road interventions

Given the current economic situation of the Portuguese municipalities, it is necessary to identify the priority investments in order to achieve a more efficient financial management. The classification of the road network of the municipality according to the occurrence of traffic accidents is fundamental to set priorities for road interventions. This paper presents a model for road network classification based on traffic accidents integrated in a geographic information system. Its practical application was developed through a case study in the municipality of Barcelos. An equation was defined to obtain a road safety index through the combination of the following indicators: severity, property damage only and accident costs. In addition to the road network classification, the application of the model allows to analyze the spatial coverage of accidents in order to determine the centrality and dispersion of the locations with the highest incidence of road accidents. This analysis can be further refined according to the nature of the accidents namely in collision, runoff and pedestrian crashes.

GIS application in water resources master planning

Due to water scarcity, it is important to organize and regulate water resources utilization to satisfy the conflicting water demands and needs. This paper aims to describe a comprehensive methodology for managing the water sector of a defined urbanized region, using the robust capabilities of a Geographic Information System (GIS). The proposed methodology is based on finding alternatives to cover the gap between recent supplies and future demands. Nablus which is a main governorate located in the north of West Bank, Palestine, was selected as case study because this area is classified as arid to semi-arid area. In fact, GIS integrates hardware, software, and data for capturing, managing, analyzing, and displaying all forms of geographic information. The resulted plan of Nablus represents an example of the proposed methodology implementation and a valid framework for the elaboration of a water master plan.

Análise de alterações de uso do solo no Parque Nacional da Peneda-Gerês

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Geração de uma rede pedonal em formato vectorial e definição de percursos pedonais em ambiente urbano: estudo de caso na Póvoa de Varzim

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Flood analysis of the clare river catchment considering traditional factors and climate change

The main objective of this thesis on flooding was to produce a detailed report on flooding with specific reference to the Clare River catchment. Past flooding in the Clare River catchment was assessed with specific reference to the November 2009 flood event. A Geographic Information System was used to produce a graphical representation of the spatial distribution of the November 2009 flood. Flood risk is prominent within the Clare River catchment especially in the region of Claregalway. The recent flooding events of November 2009 produced significant fluvial flooding from the Clare River. This resulted in considerable flood damage to property. There were also hidden costs such as the economic impact of the closing of the N17 until floodwater subsided. Land use and channel conditions are traditional factors that have long been recognised for their effect on flooding processes. These factors were examined in the context of the Clare River catchment to determine if they had any significant effect on flood flows. Climate change has become recognised as a factor that may produce more significant and frequent flood events in the future. Many experts feel that climate change will result in an increase in the intensity and duration of rainfall in western Ireland. This would have significant implications for the Clare River catchment, which is already vulnerable to flooding. Flood estimation techniques are a key aspect in understanding and preparing for flood events. This study uses methods based on the statistical analysis of recorded data and methods based on a design rainstorm and rainfall-runoff model to estimate flood flows. These provide a mathematical basis to evaluate the impacts of various factors on flooding and also to generate practical design floods, which can be used in the design of flood relief measures. The final element of the thesis includes the author’s recommendations on how flood risk management techniques can reduce existing flood risk in the Clare River catchment. Future implications to flood risk due to factors such as climate change and poor planning practices are also considered.

Habitat, breeding performance, diet and individual age in Swiss barn owls (Tyto alba)

Intensification of farming over the past 50 years has homogenised the landscape structure and contributed to the decline of bird populations in Europe. To better target the conservation of the Barn Owl Tyto alba, we assessed the influence of the landscape structure on breeding performance in western Switzerland. The analyses considered a 23-year data set of breeding parameters collected in an area dominated by intensive agriculture. Using a Geographic Information System approach, landscape characteristics were described around 194 nest sites. Our analyses showed that nest-box occupancy, laying date, clutch and brood size, egg volume and probability of producing a second annual clutch were not significantly associated with any of the eight principal landscape variables (agricultural land, woodland, urban area, hedgerows, cereals, sugar beet, maize and meadow). Nevertheless, the probability that a breeding pair occupied a nest-box decreased the more roads there were surrounding the nest-box. The absence of strong associations between habitat features and breeding parameters suggests that prey availability may be relatively similar between the different breeding sites. In our study area Barn Owls can always find suitable foraging habitats around most nest-boxes.

Can Remotely Sensed Meteorological Data Significantly Contribute to Reduce Costs of Tsetse Surveys?

A 0.125 degree raster or grid-based Geographic Information System with data on tsetse, trypanosomosis, animal production, agriculture and land use has recently been developed in Togo. This paper addresses the problem of generating tsetse distribution and abundance maps from remotely sensed data, using a restricted amount of field data. A discriminant analysis model is tested using contemporary tsetse data and remotely sensed, low resolution data acquired from the National Oceanographic and Atmospheric Administration and Meteosat platforms. A split sample technique is adopted where a randomly selected part of the field measured data (training set) serves to predict the other part (predicted set). The obtained results are then compared with field measured data per corresponding grid-square. Depending on the size of the training set the percentage of concording predictions varies from 80 to 95 for distribution figures and from 63 to 74 for abundance. These results confirm the potential of satellite data application and multivariate analysis for the prediction, not only of the tsetse distribution, but more importantly of their abundance. This opens up new avenues because satellite predictions and field data may be combined to strengthen or substitute one another and thus reduce costs of field surveys.

Anàlisi del riu Llobregat com a via de transport del Baix Llobregat a l'època romana, amb eines SIG

Desenvolupament d'un Sistema d'Informació Geogràfica (SIG), que permeti analitzar les funcions dels jaciments romans de la zona del riu Llobregat i consultar els jaciments, emmagatzemats en una base de dades de forma espacial.